Специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) представили новаторский метод, направленный на значительное повышение эффективности адресной доставки противоопухолевых препаратов. В ходе проведенных исследований было обнаружено, что покрытие лекарственных наночастиц уникальной смесью веществ, которая по составу аналогична третьей части головного мозга, позволяет точечно высвобождать действующее вещество непосредственно в раковых клетках, минимизируя при этом воздействие на здоровые ткани. Подробные результаты этого открытия опубликованы в авторитетном научном издании Journal of Controlled Release.
Общеизвестно, что такие нежелательные побочные эффекты химиотерапии, как выпадение волос, тошнота и общая утомляемость, возникают из-за неселективного действия токсичных препаратов, поражающих не только злокачественные опухоли, но и здоровые клетки организма, распространяясь по кровотоку. Решение этой критически важной проблемы стало главной целью работы исследователей из СПбПУ.
Как отметил Сергей Шипиловских, ведущий научный сотрудник и доцент Высшей школы биомедицинских систем и технологий СПбПУ, существующие методы химиотерапии обладают ограниченной эффективностью, поскольку лишь небольшая часть вводимого лекарства достигает своей цели. Для осуществления целенаправленного транспорта активного вещества непосредственно к опухоли предлагается использовать наноносители — микроскопические «контейнеры», способные защищать лекарство от внешней среды и управляемо доставлять его в нужную область.
Ученые СПбПУ совместно с коллегами из Университета ИТМО выяснили, что размещение на поверхности наночастиц специфичной смеси биологических веществ позволяет значительно снизить их «узнаваемость» для здоровых клеток. Это обеспечивает возможность прикрепления меток, специфичных только для раковых клеток, и тем самым гарантирует точную доставку действующего вещества прямо к цели.
«Согласно нашим результатам, около 80 процентов действующего вещества высвобождается из наноконтейнера, состоящего из диоксида кремния и покрытого липидной оболочкой из лецитина, именно в раковых клетках. При этом эффект пролонгирован: лекарство не сразу высвобождается полностью, а постепенно, осуществляя накопительный эффект в опухолевом пространстве», — пояснил Сергей Шипиловских.
В качестве покрытия для наноконтейнеров исследователи использовали лецитин — сложную смесь природных жиров, жирных кислот и других компонентов. Поскольку лецитин составляет до 30% человеческого головного мозга, его применение в составе препарата исключает риск отторжения и нежелательных иммунных реакций со стороны организма пациента.
Ученый также подчеркнул, что использование активного вещества в форме наночастиц, а не в свободном виде, обеспечивает дополнительные преимущества в условиях хранения. Наноконтейнер эффективно защищает лекарственный препарат от разрушающего воздействия атмосферного кислорода, света и других внешних факторов.
По мнению ученых, накопление наночастиц непосредственно в опухоли обусловлено не только уникальными особенностями строения липидной оболочки, но и повышенной метаболической активностью раковых клеток по сравнению со здоровыми. В дальнейших планах исследовательского коллектива — детальное изучение механизмов захвата покрытых лецитином наночастиц клетками, а также разработка универсальной системы для адресной доставки противоопухолевых препаратов к раковым клеткам различных типов.
Данное исследование было проведено в рамках масштабной федеральной программы «Приоритет-2030».
